È risaputo che, negli anni a venire, aumentando la quantità di anidride carbonica presente nell'aria farà cambiare il clima, portando in tal modo lo scioglimento delle calotte di ghiaccio a un ritmo accelerato e l'innalzamento del livello del mare in tutto il mondo. Una nuova scoperta scientifica, tuttavia, indica un effetto diretto preoccupante e completamente separato del carbonio sul ghiaccio, che non ha assolutamente nulla a che fare con il riscaldamento.
Come documentato in uno studio pubblicato ieri sul Journal of Physics D, i ricercatori del MIT hanno scoperto che il solo fatto di trovarsi in presenza di concentrazioni aumentate di anidride carbonica provoca un indebolimento significativo del ghiaccio, con una ridotta resistenza del materiale e resistenza alla frattura, indipendentemente dalla temperatura. Con sufficiente anidride carbonica nell'aria, questo da solo potrebbe aumentare la probabilità che i ghiacciai si rompano e si rompano. Aggiungete il fatto che le temperature globali continueranno a scaldarsi, specialmente attorno ai poli, e la combinazione di questi due fattori potrebbe significare che le calotte polari si scioglieranno a velocità ancora più elevate di quanto gli esperti abbiano precedentemente previsto.
"Se le calotte glaciali e i ghiacciai dovessero continuare a rompersi e spezzarsi, la loro superficie esposta all'aria aumenterebbe in modo significativo, il che potrebbe portare a una fusione accelerata e un'area di copertura molto ridotta sulla terra", ha affermato l'autore principale dello studio, Markus Buehler. "Le conseguenze di questi cambiamenti devono essere esplorate dagli esperti, ma potrebbero contribuire ai cambiamenti del clima globale".
Buehler e il suo coautore, Zhao Qin, hanno usato simulazioni al computer a livello atomico per valutare la dinamica della forza del ghiaccio in presenza di varie concentrazioni di anidride carbonica. Hanno scoperto che il gas diminuisce la forza del ghiaccio interferendo con i legami idrogeno che tengono insieme le molecole d'acqua in un cristallo di ghiaccio. In particolare, a livello atomico, l'anidride carbonica compete con le molecole d'acqua legate e, a concentrazioni sufficientemente elevate, le sposta dai legami e prende il loro posto.
Le molecole di biossido di carbonio iniziano a infiltrarsi in un pezzo di ghiaccio su un bordo esterno, quindi lentamente lo dividono migrando verso l'interno mentre si forma una fessura. In tal modo, attraggono anche le molecole d'acqua verso l'esterno formando legami con gli atomi di idrogeno delle molecole d'acqua, lasciando legami rotti all'interno della struttura cristallina e diminuendo la forza del ghiaccio in generale. Le simulazioni hanno mostrato che il ghiaccio che è stato infiltrato con anidride carbonica al punto che il gas occupa il due percento del suo volume è circa il 38 percento meno forte.
"In un certo senso, la frattura del ghiaccio dovuta all'anidride carbonica è simile alla rottura dei materiali dovuta alla corrosione, ad esempio la struttura di un'auto, un edificio o una centrale elettrica in cui gli agenti chimici" rosicchiano "i materiali, che si deteriorano lentamente, "Buehler ha detto a Environmental Research Web . Poiché i ghiacciai in genere iniziano a rompersi con la formazione di piccole crepe, i ricercatori affermano che ciò potrebbe portare a ulteriori fratture su larga scala, come quella che si è recentemente verificata in Antartide e ha prodotto un frammento più grande di New York City.
Poiché la scoperta è la prima prova di questo fenomeno, è troppo presto per dire quanto accelererà lo scioglimento del ghiaccio oltre le previsioni precedenti. Esistono diversi meccanismi, tuttavia, che potrebbero indurre gli esperti a rivedere al rialzo le loro stime relative allo scioglimento dei ghiacci e all'innalzamento del livello del mare, dato il continuo aumento delle emissioni di gas serra.
Oltre all'ovvio - che l'aria più calda e il ghiaccio più debole significano un più rapido tasso di fusione - c'è il fatto che le calotte di ghiaccio svolgono un ruolo cruciale nel riflettere la luce solare nello spazio. Attualmente, coprono circa il sette percento della superficie terrestre ma sono responsabili del riflesso dell'80 percento dei raggi del sole. Questo perché il colore bianco brillante del ghiaccio aiuta a riflettere la luce in modo più efficiente rispetto a qualsiasi altro tipo di copertura del suolo.
Se l'aumento delle concentrazioni di biossido di carbonio e le temperature più calde fanno sì che il ghiaccio si sciolga inaspettatamente rapidamente, tuttavia, questo ghiaccio bianco brillante sarà sostituito dall'acqua dell'oceano scuro. Sempre più luce solare entrava e rimaneva nell'atmosfera, causando così sempre più riscaldamento. Questo circuito di feedback positivo potrebbe costituire uno dei temuti "punti di non ritorno" che i climatologi temono potrebbero inviare il nostro clima su un percorso incontrollato verso la calamità.
Dato che l'articolo tratta solo del ghiaccio a livello microscopico, il passo successivo sarebbe testare l'effetto di maggiori concentrazioni di anidride carbonica sul ghiaccio in un ambiente di laboratorio per verificare se gli effetti del modello simulato sono veri. Naturalmente, se nulla cambia in termini di emissioni di carbonio, potremmo avere la possibilità di vedere se questi effetti si verificano su una scala molto più ampia, nei ghiacciai del mondo e nelle calotte polari.
